Новый авиационный двигатель пд 14 – Вся правда про наш новый авиадвигатель ПД-14 — ZAVODFOTO.RU

А будет ли двигатель ПД-14 лучше НК-93?

«ПД-14 – состоявшийся двигатель. В Перми готовят к серии российский мотор для МС-21 и приступают к созданию двигателя большой тяги ПД-35.По оценке А.Иноземцева, проект ПД-14 является самым серьезным для всего отечественного авиационного двигателестроения».

Самооценка высокая, начало многообещающее — будем надеяться, что его не постигнет судьба выдающегося НК-93, о котором в свое время ген. конструктор ПД-14 нелестно отозвался:

«Видимо я не принадлежу к числу «грамотных двигателистов», потому что не считаю проект НК-93 инновационным, т.к. методология и средства проектирования, производственные технологии изготовления НК-93 относятся к середине 80-х годов прошлого столетия. С уважением, генеральный конструктор, член редакционного совета журнала «Двигатель» А.А.Иноземцев».

И вроде бы так, да вот почему-то суперсовременный ПД-14, как это не покажется странным, по удельному расходу топлива не превзошел «устаревший» НК-93 и даже в равных его не поставить. А заказчику без разницы — из какого времени были использованы технологии при конструировании данного изделия, его интересует конечный результат: цена и расход топлива!

При этом считаю, что ПД-14 действительно удался и расчетные характеристики подтверждены, но только в сравнении со своим старшим братом ПС-90, у которого расход топлива в своем классе наибольший: «В итоге удельный расход топлива в крейсерском полете у ПД-14 упадет, по предварительным оценкам, на 15% по сравнению с существующими двигателями: до 0,53–0,54 кг/(кгс·ч) против 0,595 кг/(кгс·ч) у ПС-90  (ОРУЖИЕ РОССИИ).

«В ходе испытаний выполнена оценка характеристик и работоспособности двигателя в условиях полёта МС-21 – подтверждена надёжность работы двигателя и его систем, характеристики запуска в полёте в соответствии с требованиями технического задания. В настоящее время выполняется переборка двигателя для продолжения испытаний на наземных стендах».  

Выводы по ПД-14 шаблонные, другое дело по двигателю НК-93, совсем другие отзывы:

* Владимир Бычков, ведущий инженер по летным испытаниям ЛИИ имени М.М. Громова:

«Когда двигатель поработал в небе, пришло время удивляться – случайно «человеческий фактор» сработал, на одном из режимов НК-93 выдал тягу под 20 тонн. А считали, что для конкретного образца предел 18… И пилоты дивились – тяга в полтора раза выше, чем у штатного двигателя (ПС-90А) Ил-76, а расход топлива в полтора раза меньше. Потенциал завидный» (Аргументы Недели, 22.06.2011).

*«Винтовинтовентиляторный двигатель, не имеющий аналогов в своем конструктивном исполнении, показал в ходе летных испытаний в 2007 году высокие эксплуатационные характеристики. Степень двухконтурности у НК-93 составляет 16,7. Удельный расход топлива по замерам – на уровне 0,49 кг/кгс/ч.».

Теоретически ПД-14 в цене должен уступать самарскому, как двигатель классом ниже, но не тут-то было:

«Стоимость НК-93 около 4.5 млн. $ США, аналогичные двигатели зарубежных производителей имеют цены 5 млн. $ США и выше» (Wikimedia Foundation).

«Очень тонкий вопрос — ценообразование. Стоимость одного ПД-14 — примерно шесть миллионов долларов, а PW1400G — 5,4 миллиона. Согласятся ли лизингодатели переплачивать 1,2 миллиона долларов за самолет с отечественным двигателем, имеющим худшие характеристики? Ждать ответа на вопрос осталось недолго: запустить в серию ПД-14 должны были в этом году»

 («Военно-промышленный курьер»).  Да уж – дороже некуда!

«По словам Александра Иноземцева, для стартового заказчика двигатель ПД-14 будет продаваться с дисконтом в 15-22% по сравнению с конкурентами».

Дисконт (англ. discount): «Скидка с объявленной прейскурантной цены товара или услуги, предоставляемая продавцом потребителю» (Википедия). Проще сказать коррупцию сначала будет оплачивать Государство, а потом заказчик – куда он денется!

Ещё любопытная деталь!

Если пермский двигатель построен по современнейшим технологиям и собран из самых современных материалов, значит он на 1кг. собственного веса и тяги будет выдавать больше, чем «устаревший» двигатель НК-93 соответственно.  

И так:

*ПД-14. — 14 000кгс (тяга) : 2870кг (вес дв.) = 4,878 кгс, или на 1кг. собственного веса двигатель ПД-14 выдает тяги 4,878 кгс.

*НК-93. — 18 000кгс : 3650кг, что равно 4.93кг.

А на испытаниях выдал тягу равную 20 тс, значит:

20 000кгс : 2650кг, что равно 5.479 кгс. соответственно НК-93 на 1кг. веса выдал тяги — 5.479кгс.

Вот вам и более «совершенный» ПД-14, а ведь доработанный НК-93 будет ещё легче: «В настоящее время вентиляторы пяти опытных двигателей оснащены лопатками из магния. Однако на серийных и опытных двигателях, которые намечается производить в будущем, предполагается устанавливать вентиляторы с лопатками из эпоксидного графитопластика, с ребрами входной кромки из титана» (Wikimedia Foundation).

Вот и верь профессору А.А Иноземцеву, что их ПД-14 построен по последнему слову техники и «является самым серьезным для всего отечественного авиационного двигателестроения»? У нас в деревне в подобном варианте говорили так: «Замах рублевый, а удар копеечный!»

А на горизонте уже маячит проект ПД-35

«В начале января предприятие «ОДК-Авиадвигатель» (Пермь) получило от материнской Объединенной двигателестроительной корпорации заказ на изготовление двигателя-демонстратора технологий (ДДТ) ПД-35, предназначенного для дальнемагистральных широкофюзеляжных самолетов, сообщает bmpd со ссылкой на портал «Авиация России».

Радоваться бы, да беда в том, что либеральных чиновников (как и либеральных конструкторов), которые сегодня рулят Россией, от мала до велика больше интересует финансовое начало и ноль ответственности за конечный результат. Надо полагать, что и ПД-35 будет иметь тот же «выдающийся» финал, что и ПД-14: громкословесный, но с рабочими характеристиками, уступающими зарубежным аналогам, хотя для российских двигателей это будет действительно прогресс. И в цене тоже! К тому же в этом двигателе сегодня нет той крайней нужды у Государства, которая была и есть в двигателе НК-93. Почему? Да потому что тот же Ил-96 с 4-мя двигателями намного безопаснее в воздухе, чем будет с 2-мя ПД-35, а главное НК-93 почти готов, да и сегодня он пока остается лучшим двигателем в мире, а ПД-35 – это далекое и неизвестное будущее. Его диаметр  снаружи около 4м. (18 марта 2018 года  Aviation EXplorer). А не будет ли он касаться бетона при рулении и взлете! У НК-93 внешний диаметр двигателя равен 3150мм, т.е. он будет почти на полметра выше от грунта, чем ПД-35.

Судя по той сумме, которая выделяется на реализацию проекта ПД-35, денег у правительства предостаточно и пусть этот проект продвигается, доброго ему пути, но только для совместного проекта российско-китайского ШФДМС, а для Ил-96 в первую, безотлагательную очередь нужен самарский двигатель!

И ещё важно: «НК-93 обладает патентной чистотой, не требует лицензирования для продаж как на внутреннем и на внешнем рынке.  Создание конкурентоспособного двигателя НК-93 позволит дать развитие отечественному самолётостроению и продавать их на экспорт без привязки к конкретному российскому самолету».

А параллельно, не откладывая времени, увеличить тягу НК-93 до 23,5 тс. для самолетов «Руслан», которым уже сегодня требуются эти двигатели и нет смысла для него заморачиваться с будущими двигателями ПД-35, когда они еще только на бумаге, а конструкторы НК-93 обещают без проблем увеличить тягу НК-93 до 23,5 тс. Каким на выходе будет ПД-35 – это ещё вопрос, ведь ранее и за ПД-14 никто не сомневался, что он будет современнее и экономичнее НК-93, но по факту – строго наоборот!

И если уж надо строить для наших самолетов более мощные двигатели, то тут, на мой взгляд, предпочтительнее будут уже забытые самарские НК-65, нежели ПД-35. Почему? ПД-35 – это масштабированные ПД-14, за основу же двигателя НК-65 берутся винто-вентиляторная группа от НК-93 и газогенератор от непревзойденного двигателя НК-32, который стоит на выдающемся стратегическом бомбардировщике Ту-160. Поэтому он будет не только меньше диаметром, но и намного легче двигателя ПД-35 при одинаковой тяге.

Вес ПД-35 =8 т. (ВПК.name  vpk.name›library/f/pd-35). А если сложить вес двух двигателей НК-32 и НК-93: 3650 кг + 3650 кг = 7300 кг, т.е. они вместе уже весят менее 8т, но когда «сложат» отдельно газогенератор от НК-32 и винто-вентиляторную группу от НК-93, то такой двигатель вряд ли потянет более 5т. и внешний диаметр останется от НК-93, что тоже очень важно, особенно для самолета Ил-96.

О шумности НК-93

Я смотрел по самарскому телевидению репортаж из испытательного цеха НК-93. Инженер – испытатель непосредственно у работающего двигателя говорит журналисту не повышая голоса, что «при работе другого двигателя Вы бы меня не услышали, а этот двигатель не ревёт, а шипит!». Свидетельствую: именно «шипит» и очень сомневаюсь, что в двигателе ПД-14 А.А.Иноземцев может повторить акустику НК-93?

В заключении требуется отметить, что благодаря стараниям «В. Христенко, зама Д. Мантурова, главы Ростехнологий С. Чемезова, генди⁠ректора ОАО «ОПК «Оборонпром» А. Реуса и президента ОАК М. Погосяна» (Аргументы Недели, 22.06.2011) «В настоящее время подобные схемы авиационных двигателей активно разрабатываются за рубежом. Это сулит недостижимую для современных моторов экономию топлива и бесшумность. Примером может служить перспективный двигатель «Роллс-Ройса» Leap, уже вышедший на летные испытания. По конструктивной схеме он копирует НК-93. В начале 2000-х НК-93 обгонял свое время и в том числе поэтому, очевидно, не был поддержан руководством отечественного авиапрома» (ВПК Ньюс).

Так что труды этих разрушителей нашего авиапрома даром не пропали и после их выхода на пенсию Запад примет с открытыми воротами и не будет арестовывать их неправедно нажитые финансовые состояния!

Виталий Беляев, специально для Avia.pro

avia.pro

Почему ПД-14 — прорывной двигатель российского авиастроения

18 октября 2018 года Росавиация выдала сертификат типа на авиадвигатель ПД-14. В начале апреля 2019 г. Минпромторг объявил тендер на доработку двигателя ПД-14 с целью его сертификации в Европейском агентстве по безопасности, которая планируется на 2020 год. Первые два двигателя в середине апреля переданы на Иркутский авиазавод для установки на самолёт МС-21, в 2019 году ожидается начало сертификационных испытаний лайнера с российским двигателем.

Генеральный директор Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ), президент Ассоциации государственных научных центров «Наука», академик РАН Евгений Каблов в интервью «Российской газете» рассказал о прорывных технологиях, которые были разработаны в ходе реализации программы ПД-14.

Способность государства производить литые охлаждаемые лопатки для современного газотурбинного авиационного двигателя – показатель высочайшего уровня развития машиностроения. Государств, способных производить современные авиационные турбореактивные двигатели, меньше, чем стран, обладающих ядерным оружием или тех, что запускают в космос спутники. Всего четыре страны – Великобритания, Россия, США и Франция – владеют технологиями полного цикла создания современных турбореактивных двигателей. Вот почему технологии разработки авиационных двигателей оберегаются как важнейшая государственная тайна. И касается это не только военной авиации, но и гражданского флота.

Двигатель четвёртого поколения ПС-90А, который используется в гражданской и военной авиации, был разработан и создан в СССР под руководством генерального конструктора Павла Соловьева. После распада Советского Союза до недавних пор новых двигателей у нас не создавалось.

Инновационность проекта, получившего шифр ПД-14, состоит в том, что при его разработке удалось получить качественное изменение основных параметров рабочего режима двигателя. Конструкторы добились увеличения степени двухконтурности в два раза, температура газа перед турбиной повышена на 100 позиций по шкале Кельвина, а суммарная степень сжатия в компрессоре увеличена на 20%.

В ходе работ по программе ПД-14 разработана технология литья охлаждаемых лопаток турбины высокого давления с монокристаллической структурой из нового жаропрочного сплава, легированного рением и рутением. Использование композиционных материалов в конструкции двигателя и мотогондолы, полые широкохордные титановые лопатки вентилятора существенно снизили массу двигателя.

Всё это позволило снизить удельный расход топлива на 12%, а экономичность работы двигателя и соответствие экологическим параметрам значительно повысить. По расчётам, эксплуатация двигателя обойдётся на 14-17% дешевле действующих аналогов, а общая стоимость жизненного цикла снизится на 15-20%.

Эти и другие параметры удалось обеспечить во многом благодаря применению 20 новых материалов, разработанных учеными ВИАМ, который в проекте ПД-14 отвечал за создание принципиально новых конструкционных высокотемпературных металлических, интерметаллидных, композиционных, керамических, естественно-композиционных, функциональных материалов и технологий изготовления крупногабаритных полуфабрикатов и деталей. Важнейшей составляющей этого проекта являются технологии создания широкохордной лопатки вентилятора из ПКМ, лёгких лопаток из интерметаллидных титановых сплавов, лопаток турбины высокого давления с монокристаллической структурой.

В конструкции ПД-14 внедрены супержаропрочные монокристаллические сплавы для рабочих и сопловых лопаток с высокоресурсными жаростойкими и комплексными теплозащитными покрытиями. Высокопрочные конструкционные стали и деформируемые никелевые и титановые сплавы нового поколения использовались при изготовлении валов, дисков и корпусов.

Методом аддитивных технологий из отечественной металлопорошковой композиции в ВИАМ изготовлена «боевая» деталь двигателя ПД-14 – завихритель фронтового устройства камеры сгорания. При этом технологический цикл составил всего шесть дней при стопроцентном выходе годного изделия, тогда как традиционный технологический цикл – литье по выплавляемым моделям – составляет 60 дней при выходе не более 40% годных изделий. При этом производительность труда была увеличена в десять раз. Но главное – это решение позволило добиться существенного снижения эмиссии NOx, СOx.

ПД-14 – это не просто современный двигатель пятого поколения. На базе его газогенератора будет создан ПД-8 взамен SaM146, ПД-12 – для вертолётов, ПД-35 – для транспортного и пассажирского авиалайнеров. А сама разработка ПД-14 проходила по новой, цифровой технологии, благодаря чему уже седьмой экземпляр двигателя был собран в Перми по технологии серийного производства, в то время как раньше опытная партия изготовлялась в количестве до 35 экземпляров. По разным оценкам, проект ПД-14 создал и сохраняет для России от 10 до 12 тыс. высококвалифицированных рабочих мест.

Начало испытаний авиадвигателя ПД-14 стало событием 2015 года. 10 фактов о двигателях

Загрузка…

aviation21.ru

Двигатель ПД-14 и семейство перспективных двигателей

Модификации двигателей, разрабатываемые в настоящее время

  • Семейство перспективных ТРДД для БСМС состоит из двигателей ПД-14, ПД-14А, ПД-14М, ПД-10;

  • ПД-14 — базовый ТРДД для самолета МС-21-300;

  • ПД-14А — дросселированный вариант ТРДД для самолета МС-21-200;

  • ПД-14М — форсированный вариант ТРДД для самолета МС-21-400;

  • ПД-10 — вариант с уменьшенной тягой до 10…11 тс для самолета SSJ‑NG.

Основные параметры двигателей
(все параметры даны без учета потерь в воздухозаборнике и без отборов воздуха и мощности на самолетные нужды)

ПД-14А

ПД-14

ПД-14М

ПД-10

Тяга на взлетном режиме (Н = 0; М = 0), тс

12,5

14,0

15,6

10,9

Удельный расход топлива на крейсерском режиме, кг/кгс·ч

-(10-15) % от уровня современных двигателей аналогичного класса тяги и назначения

Диаметр вентилятора, мм

1900

1900

1900

1677

Сухая масса двигателя, кг

2870

2870

2970

2350

Схема двигателя

1+3+8-2+6

1+3+8-2+6

1+4+8-2+6

1+1+8-2+5

Так же на основании технологий, разработанных в рамках Проекта ПД-14, планируется создание промышленных ГТУ для производства ГПА и ГТЭС в классах мощности 8, 16 МВт.

Конкурентные преимущества по показателям экономической эффективности эксплуатации
обеспечиваются следующими основными параметрическими и конструктивными особенностями по сравнению с аналогами-конкурентами:

  • Меньшие температуры на выходе из камеры сгорания являются важнейшим фактором уменьшения стоимости, снижения рисков в достижении заявленных показателей долговечности и надёжности двигателей самолетов с коротким полетным циклом.

  • Меньший диаметр вентилятора ПД-14 позволяет иметь объективное снижение массы двигателя и лобового сопротивления мотогондолы.

  • Оптимальные размеры внутреннего контура (газогенератора) облегчают решение проблемы относительно больших отборов воздуха из компрессора на различные нужды и снижают установочные потери тяги.

  • Достаточно высокая расчетная степень сжатия вентилятора (вследствие применения несколько меньшей степени двухконтурности) исключает необходимость применения регулируемого сопла наружного контура с неизбежным увеличением массы и сопротивления двигательной установки и снижает установочные потери тяги.

  • Проверенная в эксплуатации классическая безредукторная схема двигателя ПД-14 позволяет достичь требуемых показателей массы, ресурса, надежности и стоимости обслуживания.

Оптимальное сочетание умеренно высоких параметров цикла и проверенной схемы двигателя с прямым приводом вентилятора позволяет обеспечить снижение цены двигателя, затрат на обслуживание и ремонт, массы и лобового сопротивления двигательной установки и обеспечить преимущество двигателя ПД-14 по показателям экономической эффективности эксплуатации и стоимости жизненного цикла.

www.avid.ru

Авиадвигатель ПД-14. Инновационная система управления

по материалам politexpert.net

24 апреля 2019, 03:24

В производстве российских авиадвигателей ПД-14 была использована инновационная система управления. Главный упор в работе  двигателя, которым будет оснащаться самолет МС-21, был сделан на автоматизации работы всех основных систем. 

Вся ответственность системы управления лежит на электронном блоке, который автоматически выбирает наиболее эффективные режимы работы. Данный проект был успешно реализован в разработке истребителя пятого поколения Су-57. Однако не во всех системах военные, в отличие от гражданских авиапроизводителей, готовы полагаться на автоматизированный процесс.

 

К примеру, во многих самолетах действует топливно-регулирующая автоматика, построенная на основе гидромеханических систем управления.

 

Другими словами, все процессы работы протекают по физическим принципам, законам теплофизики и механики. В производстве ПД-14 инженеры решили пойти дальше. Для этого перед специалистами была поставлена цель в виде автоматизации электронной части систем по принципу выгодного распределения. Все вычислительные системы, обработчики сигналов и прочие программы для управления соединяются с датчиками, что позволяет автоматике самой вычислять процессы работы.

ПД-14 — двигатель со сверхвысокой степенью двухконтурности (1:8,3). Это заметно уже по внушительному вентилятору диаметром 1,9 м. Силовая установка будет расходовать топливо очень экономно.

Таким образом, создается общая распределительная сеть, которая в нужный момент сама решает, каким образом должна быть построена работа двигателя для достижения эффективности всех механизмов. Это инновационный подход, который даст положительные результаты.

 

Двигатель ПД-14

Двигатель ПД-14 пятого поколения разработан пермским ОАО «Авиадвигатель». В основе его лежит унифицированный газогенератор: 8-ступенчатый компрессор, малоэмиссионная камера сгорания, турбина высокого давления. Этот газогенератор будет также использован в других двигателях семейства ПД с более низкой или более высокой тягой. ПД-14 дает тягу 14 т, а работу второго контура в нем обеспечивают вентилятор с полыми широкохордными лопатками и турбина низкого давления. Степень двухконтурности двигателя есть отношение расхода воздуха через наружный контур к расходу воздуха через внутренний контур, и для двигателя ПД-14 она равна 8,3.

 

Высокая степень двухконтурности дает значительное уменьшение расхода топлива. Согласно заявлению разработчика ПД-14, снижение удельного расхода потребления топлива по сравнению с современными аналогами составит 10−15%. Заявленный уровень шума на 15−20 дБ ниже норм, установленных 4-м стандартом ИКАО, а уровень эмиссии вредных веществ NOx будет на 30% ниже относительно норм ИКАО 2008 года. Это соответствует современным экологическим нормам.

Гондола была разработана ОАО «Авиадвигатель» — то есть самим производителем ПД-14. В ней воплощено немало интересных решений, в частности уникальная конструкция реверса.

Двигатель ПД-14 уникален еще и тем, что впервые в практике отечественного двигателестроения производитель разработал не только сам двигатель, но и гондолу к нему (обычно мотогондолу изготавливает под конкретный двигатель фирма, создающая самолет). 

 

 

Двигатель ПД-14 разработан специально для лайнера МС-21−300, предназначенного для перевозок на средние расстояния. Изготовление силовой установки предполагает использование комплектующих только отечественного производства. Материалы – самые современные, в том числе и композитные, произведенные по новейшим технологиям. Двигатель является первой российской турбовениляторной установкой, которая была создана именно для самолетов гражданской авиации.

Перспективный российский двигатель ПД-14 без гондолы. 

ПД-14 – это не просто современный двигатель пятого поколения. На базе его газогенератора будет создан ПД-8 взамен SaM146, ПД-12 – для вертолётов, ПД-35 – для транспортного и пассажирского авиалайнеров. А сама разработка ПД-14 проходила по новой, цифровой технологии, благодаря чему уже седьмой экземпляр двигателя был собран в Перми по технологии серийного производства, в то время как раньше опытная партия изготовлялась в количестве до 35 экземпляров.

 

Однако силовая установка до сих пор находится в разработке, а серийные перспективные двигатели мы увидим не раньше 2023-го года. 

 

Источник

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

naukatehnika.com

Начало испытаний авиадвигателя ПД-14 стало событием 2015 года. 10 фактов о двигателях

30 октября 2015 года начались испытания новейшего российского авиационного двигателя ПД-14 на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. Это событие исключительной важности. По достоинству оценить его значение помогут 10 любопытных фактов о турбореактивных двигателях вообще и о ПД-14 в частности.

Достижение человечества
Турбореактивный двигатель (ТРД) – одно из главных технических достижений человечества, которое можно поставить в один ряд с изобретением колеса, паруса, паровой машины, двигателя внутреннего сгорания, ракетного двигателя и атомного реактора. Именно благодаря ТРД наша планета вдруг стала маленькой и уютной. Любой человек может за считанные часы комфортно и безопасно добраться до самого отдаленного ее уголка.

По статистике лишь один полёт из 8 млн заканчивается аварией с гибелью людей. Даже если вы будете каждый день садиться на случайный рейс, вам понадобится 21 000 лет, чтобы погибнуть в авиакатастрофе. Согласно статистике, ходить пешком во много раз опаснее, чем летать. И всё это во многом благодаря потрясающей надёжности современных авиадвигателей.

Чудо техники
А ведь ТРД – крайне сложное устройство. В наиболее трудных условиях работает его турбина. Её важнейший элемент – лопатка, с помощью которой кинетическая энергия газового потока преобразуется в механическую энергию вращения. Одна лопатка, а их в каждой ступени авиационной турбины насчитывается около 70, развивает мощность, равную мощности двигателя автомобиля «Формулы-1», а при частоте вращения порядка 12 тыс. оборотов в минуту на неё действует центробежная сила, равная 18 тоннам, что равняется нагрузке на подвеску двухэтажного лондонского автобуса.

Но и это еще не всё. Температура газа, с которым соприкасается лопатка, почти равна половине температуры на поверхности Солнца. Эта величина на 200 °С превышает температуру плавления интерметаллида (алюминида титана), из которого изготавливается лопатка. Представьте себе такую задачу: требуется не дать растаять кубику льда в печи, нагретой до 200 °С. Конструкторы умудряются решить проблему охлаждения лопатки с помощью внутренних воздушных каналов и специальных покрытий.

Схема двигателя ПД-14 © ОАО «Авиадвигатель»

Причём, при сохранении всех прочностных характеристик, лопатки из интерметаллида титана намного легче, чем аналогичные, выполненные по используемой ранее технологии литья из никелевых сплавов.

Неудивительно, что одна лопатка стоит в восемь раз дороже серебра. Для создания только этой небольшой детали, которая помещается в ладони, необходимо разработать более десятка сложнейших технологий. И каждая из этих технологий оберегается как важнейшая государственная тайна.

Технологии ТРД важнее атомных секретов
Кроме отечественных компаний, только фирмы США (Pratt & Whitney, General Electric, Honeywell), Англии (Rolls-Royce) и Франции (Snecma) владеют технологиями полного цикла создания современных ТРД. То есть государств, производящих современные авиационные ТРД, меньше, чем стран, обладающих ядерным оружием или запускающих в космос спутники. Многолетние усилия Китая, к примеру, до сих пор так и не привели к успеху в этой области. Китайцы быстро скопировали и оснастили собственными системами российский истребитель Су-27, выпуская его под индексом J-11. Однако скопировать его двигатель АЛ-31Ф им так и не удалось, поэтому Китай до сих пор вынужден закупать этот уже давно не самый современный ТРД в России.

ПД-14 – первый отечественный авиадвигатель 5-го поколения
Прогресс в авиадвигателестроении характеризуется несколькими параметрами, но одним из главных считается температура газа перед турбиной. Переход к каждому новому поколению ТРД, а всего их насчитывают пять, характеризовался ростом этой температуры на 100–200 градусов. Так, температура газа у ТРД 1-го поколения, появившихся в конце 1940-х годов, не превышала 1150 °К, у 2-го поколения (1950-е гг.) этот показатель вырос до 1250 °К, в 3-м поколении (1960-е гг.) этот параметр поднялся до 1450 °К, у двигателей 4-го поколения (1970–1980 гг.) температура газа дошла до 1650 °К. Лопатки турбин двигателей 5-го поколения, первые образцы которых появились на Западе в середине 90-х, работают при температуре 1900 °К. В настоящее время в мире только 15% двигателей, находящихся в эксплуатации, относятся к 5-му поколению.

Одна лопатка авиационной турбины развивает мощность, равную мощности двигателя автомобиля «Формулы-1»

Увеличение температуры газа, а также новые конструктивные схемы, в первую очередь двухконтурность, позволили за 70 лет развития ТРД добиться впечатляющего прогресса. К примеру, отношение тяги двигателя к его массе увеличилось за это время в 5 раз и для современных моделей дошло до 10. Степень сжатия воздуха в компрессоре увеличилась в 10 раз: с 5 до 50, при этом число ступеней компрессора уменьшилось вдвое – в среднем с 20 до 10. Удельный расход топлива современных ТРД сократился вдвое по сравнению с двигателями 1-го поколения. Каждые 15 лет происходит удвоение объёма пассажирских перевозок в мире при почти неизменных совокупных затратах топлива мировым парком самолётов.

ПД-14 разрабатывался для российского среднемагистрального самолета МС-21 © ПАО «ОАК»

В настоящее время в России производится единственный гражданский авиадвигатель 4-го поколения – ПС-90. Если сравнивать с ним ПД-14, то у двух двигателей схожие массы (2950 кг у базовой версии ПС-90А и 2870 кг у ПД-14), габариты (диаметр вентилятора у обоих 1,9 м), степень сжатия (35,5 и 41) и взлётная тяга (16 и 14 тс).

При этом компрессор высокого давления ПД-14 состоит из 8 ступеней, а ПС-90 – из 13 при меньшей суммарной степени сжатия. Степень двухконтурности у ПД-14 вдвое выше (4,5 у ПС-90 и 8,5 у ПД-14) при том же диаметре вентилятора. В итоге удельный расход топлива в крейсерском полёте у ПД-14 упадёт, по предварительным оценкам, на 15% по сравнению с существующими двигателями: до 0,53–0,54 кг/(кгс·ч) против 0,595 кг/(кгс·ч) у ПС-90.

ПД-14 – первый авиадвигатель, созданный в России после распада СССР
Когда Владимир Путин поздравлял российских специалистов с началом испытаний ПД-14, он сказал, что последний раз подобное событие в нашей стране произошло 29 лет назад. Скорее всего, имелось в виду 26 декабря 1986 года, когда состоялся первый полёт Ил-76ЛЛ по программе испытаний ПС-90А.

Советский Союз был великой авиационной державой. В 1980-е годы в СССР работали восемь мощнейших авиадвигательных ОКБ. Зачастую фирмы конкурировали друг с другом, поскольку существовала практика давать одно и то же задание двум ОКБ. Увы, времена изменились. После развала 1990-х годов пришлось собирать все отраслевые силы, чтобы осуществить проект создания современного двигателя. Собственно, формирование в 2008 году ОДК (Объединенной двигателестроительной корпорации), со многими предприятиями которой активно сотрудничает банк ВТБ, и имело целью создание организации, способной не только сохранить компетенции страны в газотурбостроении, но и конкурировать с ведущими фирмами мира.

Головным исполнителем работ по проекту ПД-14 является ОКБ «Авиадвигатель» (Пермь), которое, кстати, разрабатывало и ПС-90. Серийное производство организуется на Пермском моторном заводе, но детали и комплектующие будут изготавливаться по всей стране. В кооперации участвуют Уфимское моторостроительное производственное объединение (УМПО), НПО «Сатурн» (Рыбинск), НПЦГ «Салют» (Москва), «Металлист-Самара» и многие другие.

ПД-14 – двигатель для магистрального самолёта XXI века
Одним из самых удачных проектов в области гражданской авиации СССР был среднемагистральный самолёт Ту-154. Выпущенный в количестве 1026 шт., он долгие годы составлял основу парка «Аэрофлота». Увы, время идет, и этот трудяга уже не отвечает современным требованиям ни по экономичности, ни по экологии (шум и вредные выбросы). Главная слабость Ту-154 – двигатели 3-го поколения Д-30КУ с высоким удельным расходом топлива (0,69 кг/кгс·ч).

Государств, производящих современные авиационные ТРД, меньше, чем стран, обладающих ядерным оружием

Пришедший на смену Ту-154 среднемагистральный Ту-204 с двигателями 4-го поколения ПС-90 в условиях распада страны и свободного рынка не смог выдержать конкуренцию с зарубежными производителями даже в борьбе за отечественных авиаперевозчиков. Между тем сегмент среднемагистральных узкофюзеляжных самолётов, в котором господствуют Boeing-737 и Airbus 320 (только в 2015 году их было поставлено авиакомпаниям мира 986 шт.), – самый массовый, и присутствие на нём – необходимое условие сохранения отечественного гражданского самолётостроения. Таким образом, в начале 2000-х годов была выявлена острая необходимость создания конкурентоспособного ТРД нового поколения для среднемагистрального самолёта на 130–170 мест. Таким самолётом должен стать МС-21 (Магистральный самолет XXI века), разрабатываемый Объединенной авиастроительной корпорацией. Задача невероятно сложная, поскольку конкуренцию с Boeing и Airbus не выдержал не только Ту-204, но и ни один другой самолёт в мире. Именно под МС-21 и разрабатывается ПД-14. Удача в этом проекте будет сродни экономическому чуду, но подобные начинания – единственный способ для российской экономики слезть с нефтяной иглы.

ПД-14 – базовый проект для семейства двигателей
Буквы «ПД» расшифровываются как перспективный двигатель, а число 14 – тяга в тонна-силах. ПД-14 – это базовый двигатель для семейства ТРД тягой от 8 до 18 тс. Бизнес-идея проекта состоит в том, что все эти двигатели создаются на основе унифицированного газогенератора высокой степени совершенства. Газогенератор – это сердце ТРД, которое состоит из компрессора высокого давления, камеры сгорания и турбины. Именно технологии изготовления этих узлов, прежде всего так называемой горячей части, являются критическими.

Семейство двигателей на базе ПД-14 позволит оснастить современными силовыми установками практически все российские самолёты: от ПД-7 для ближнемагистрального «Сухой Суперджет 100» до ПД-18, который можно установить на флагман российского самолётостроения – дальнемагистральный Ил-96. На базе газогенератора ПД-14 планируется разработать вертолётный двигатель ПД-10В для замены украинского Д-136 на самом большом в мире вертолёте Ми-26. Этот же двигатель можно использовать и на российско-китайском тяжёлом вертолёте, разработка которого уже началась. На базе газогенератора ПД-14 могут быть созданы и так необходимые России газоперекачивающие установки и газотурбинные электростанции мощностью от 8 до 16 МВт.

30 октября 2015 года начались испытания новейшего российского авиационного двигателя ПД-14 на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ
© Валентин Мазанов, RussianPlanet.net

ПД-14 – это 16 критических технологий
Для ПД-14, при ведущей роли Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ), головного НИИ отрасли и ОКБ «Авиадвигатель», было разработано 16 критических технологий: монокристаллические лопатки турбины высокого давления с перспективной системой охлаждения, работоспособные при температуре газа до 2000°К, пустотелая широкохордная лопатка вентилятора из титанового сплава, благодаря которой удалось повысить КПД вентиляторной ступени на 5% в сравнении с ПС-90, малоэмиссионная камера сгорания из интерметаллидного сплава, звукопоглощающие конструкции из композиционных материалов, керамические покрытия на деталях горячей части, полые лопатки турбины низкого давления и др.

ПД-14 и в дальнейшем будет совершенствоваться. На МАКС-2015 уже можно было увидеть созданный в ЦИАМ прототип широкохордной лопатки вентилятора из углепластика, масса которой составляет 65% от массы пустотелой титановой лопатки, применяемой сейчас. На стенде ЦИАМ можно было видеть и прототип редуктора, которым предполагается оснастить модификацию ПД-18Р. Редуктор позволит снизить обороты вентилятора, благодаря чему, не привязанный к оборотам турбины, он будет работать в более эффективном режиме. Предполагается поднять на 50°К и температуру газа перед турбиной. Это позволит увеличить тягу ПД-18Р до 20 тс, а удельный расход топлива сократить еще на 5%.

ПД-14 – это 20 новых материалов
При создании ПД-14 разработчики с самого начала сделали ставку на отечественные материалы. Было ясно, что российским компаниям ни при каких условиях не предоставят доступ к новым материалам зарубежного производства. Здесь ведущую роль сыграл Всероссийский институт авиационных материалов (ВИАМ), при участии которого для ПД-14 разработано порядка 20 новых материалов.

В 2015 году специалисты ВИАМ впервые в стране изготовили завихритель фронтового устройства камеры сгорания ПД-14 с применением отечественной металлопорошковой композиции.

Но создать материал – полдела. Иногда российские металлы превосходят по качеству зарубежные, но для их использования в гражданском авиадвигателе необходима сертификация по международным нормам. Иначе двигатель, как бы он ни был хорош, не допустят к полётам за пределами России. Правила тут очень строги, поскольку речь идёт о безопасности людей. То же самое относится и к процессу изготовления двигателя: предприятиям отрасли требуется сертификация по нормам Европейского агентства авиационной безопасности (ЕASA). Всё это заставит повысить культуру производства, а под новые технологии необходимо провести перевооружение отрасли. Сама разработка ПД-14 проходила по новой, цифровой технологии, благодаря чему уже 7-й экземпляр двигателя был собран в Перми по технологии серийного производства, в то время как раньше опытная партия изготовлялась в количестве до 35 экземпляров.

Разработка современного двигателя занимает в 1,5–2 раза больше времени, чем разработка самолёта

ПД-14 должен вытащить на новый уровень всю отрасль. Да что говорить, даже летающая лаборатория Ил-76ЛЛ после нескольких лет простоя нуждалась в дооснащении оборудованием. Нашлась работа и для уникальных стендов ЦИАМ, позволяющих на земле имитировать условия полёта. В целом же проект ПД-14 сохранит для России более 10 000 высококвалифицированных рабочих мест.

ПД-14 – первый отечественный двигатель, который напрямую конкурирует с западным аналогом
Разработка современного двигателя занимает в 1,5–2 раза больше времени, чем разработка самолёта. С ситуацией, когда двигатель не успевает к началу испытаний самолёта, для которого он предназначен, авиастроители сталкиваются, увы, регулярно. Вот и выкатка первого экземпляра МС-21 состоится в 2016 году, а испытание ПД-14 только начались. Правда, в проекте с самого начала предусматривалась альтернатива: заказчики МС-21 могут выбирать между ПД-14 и PW1400G компании Pratt & Whitney. Именно с американским двигателем МС-21 и уйдёт в первый полёт, и именно с ним ПД-14 предстоит конкурировать за место под крылом.

Посетители у авиационного двигателя ПД-14 на Международном авиационно-космическом салоне МАКС — 2013 в Жуковском. Широкохордные пустотелые титановые лопатки вентилятора – одна из критических технологий ПД-14
© Рамиль Ситдиков, РИА Новости

По сравнению с конкурентом, ПД-14 несколько уступает в экономичности, но зато он легче, имеет заметно меньший диаметр (1,9 м против 2,1), а значит, и меньшее сопротивление. И ещё одна особенность: российские специалисты сознательно пошли на некоторое упрощение конструкции. Базовый ПД-14 не использует редуктор в приводе вентилятора, а также не применяет регулируемое сопло внешнего контура, у него ниже температура газа перед турбиной, что упрощает достижение показателей надёжности и ресурса. Поэтому двигатель ПД-14 дешевле и, по предварительным оценкам, потребует меньших затрат на техническое обслуживание и ремонт. Кстати, в условиях падения цен на нефть именно более низкие эксплуатационные расходы, а не экономичность становятся схемообразующим фактором и главным конкурентным преимуществом авиадвигателя. В целом прямые эксплуатационные расходы МС-21 с ПД-14 могут быть на 2,5% ниже, чем у версии с американским двигателем.

Семейство перспективных ТРДД для семейства магистральных самолётов состоит из двигателей ПД-14, ПД-14А, ПД-14М и ПД-10:

  • ПД-14 — базовый ТРДД для самолета МС-21-300;
  • ПД-14А — дросселированный вариант ТРДД для самолета МС-21-200;
  • ПД-14М — форсированный вариант ТРДД для самолета МС-21-400;
  • ПД-10 — вариант с уменьшенной тягой до 10…11 тс для самолета SSJ‑NG.
Основные параметры двигателей
(все параметры даны без учёта потерь в воздухозаборнике и без отборов воздуха и мощности на самолётные нужды)
ПД-14А ПД-14 ПД-14М ПД-10
Тяга на взлетном режиме (Н = 0; М = 0), тс 12,5 14,0 15,6 10,9
Удельный расход топлива на крейсерском режиме, кг/кгс·ч -(10-15) % от уровня современных двигателей аналогичного класса тяги и назначения
Диаметр вентилятора, мм 1900 1900 1900 1677
Сухая масса двигателя, кг 2870 2870 2970 2350
Схема двигателя 1+3+8-2+6 1+3+8-2+6 1+4+8-2+6 1+1+8-2+5

На 1 июля 2016 года заказано 175 МС-21, из них 35 – с двигателем ПД-14.

Источники:

  • ВТБ — Высокие технологии (http://vtbrussia.ru/tech/pd-14-dvigatel-progressa/)
  • Союз авиапроизводителей России (http://www.aviationunion.ru/news_second.php?new=4182)
  • Сайт завода АО «Авиадвигатель» (http://www.avid.ru/pd14/)
  • Фото: ПАО «ОАК», АО «Авиадвигатель», РИА Новости
Загрузка…

aviation21.ru

ПД-14 | Авиация России

26 ноября 2019 года Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация) выдала АО «ОДК-Авиадвигатель» Одобрение главного изменения на двигатель ПД-14 по соответствию двигателя требованиям Тома II «Эмиссия авиационных двигателей» Приложения 16 «Охрана окружающей среды» к Конвенции о международной гражданской авиации ИКАО по эмиссии твердых частиц. Об этом сообщили в пресс-службе ведомства. Требование […]

Подробнее

Предприятия Объединённой двигателестроительной корпорации и Иркутский авиационный завод (ИАЗ) сделали ещё один шаг к организации сопровождения лётных испытаний и началу эксплуатации ПД-14 в составе лайнера МС-21. В конце сентября специалисты предприятий «ОДК-Пермские моторы», «ОДК-Авиадвигатель» и ИАЗ провели ряд рабочих встреч по вопросам организации участка поддинга — досборки двигательных установок ПД-14 […]

Подробнее

Объединенная двигателестроительная корпорация, входящая в Ростех, приступила к созданию единой цифровой среды для производства узлов авиационного двигателя ПД-14, которым будет оснащаться перспективный авиалайнер МС-21, сообщает пресс-служба Ростеха. Цифровизация производства позволит повысить производительность труда при производстве ПД-14 более чем на 15%. Основным элементом цифрового пространства станет система планирования и учета производственных […]

Подробнее

Объединённая двигателестроительная корпорация (ОДК, входит в Ростех) за последние годы вывела на рынок несколько новых продуктов, в числе которых перспективный двигатель ПД-14. Заместитель генерального директора — генеральный конструктор корпорации Юрий Шмотин в интервью обозревателю РИА Новости Алексею Паньшину на авиасалоне МАКС-2019 рассказал о работах по улучшению ПД-14, создании одного базового […]

Подробнее

В Жуковском продолжаются сертификационные испытания среднемагистрального лайнера МС-21. В полётах принимают участие все три построенных на сегодня опытных самолёта. О том как идёт сертификация и каковы санкционные риски в интервью газете «Ведомости» рассказал министр промышленности и торговли Денис Мантуров. «На сертификации МС-21-300 сегодня как раз сосредоточены основные усилия, ведь после […]

Подробнее

Накануне открытия авиасалона МАКС-2019 заместитель министра промышленности и торговли Российской Федерации Олег Бочаров рассказал изданию «Ведомости» о разработке авиационных двигателей линейки «ПД» и в первую очередь, — о двигателе ПД-8, который придёт на замену SaM146. «После того как «Аэрофлот» подписал предварительный контракт на 100 Суперджетов, поставщики поняли нашу серьёзность. Коллеги-французы, […]

Подробнее

Темпы производства двигателей для самолёта МС-21 будут увеличены, заявил журналистам управляющий директор АО «ОДК-Пермские моторы» Сергей Попов. Об этом сообщает «Интерфакс». «Мы в настоящее время можем выпускать по 3-4 двигателя в год. Задача, которая поставлена ОДК и заказчиком — выйти к 2025 году на уровень 50 комплектов, 50 двигателей в […]

Подробнее

Двигатель ПД-14 для самолёта МС-21 оснащается российской электронно-гидромеханической системой автоматического управления с полной ответственностью (FADEC), сообщил первый заместитель управляющего директора — главный инженер пермского АО «ОДК-СТАР» Роман Усанин. «Для МС-21 с нуля спроектировали топливную автоматику, которая соответствует мировому уровню», — сказал журналистам главный инженер предприятия. Он отметил, что такая работа […]

Подробнее

10 июля в Перми состоялось совещание по сертификации двигателя ПД-14 с участием руководителя Росавиации Александра Нерадько, губернатора Пермского края Максима Решетникова и управляющего директора АО «ОДК-Авиадвигатель» Александра Иноземцева. На совещании обсудили основные вопросы по текущему состоянию двигателя ПД-14, в том числе по сертификационным работам по расширению области эксплуатации и по […]

Подробнее

Корпорация «Иркут» разместила заказ на 20 комплектов маршевых силовых установок PW1400G для самолётов МС-21, которые пополнят парк «Аэрофлота» и Red Wings. Максимальная стоимость заказа — $250 млн. Как сообщает «Интерфакс», согласно материалам закупки, компания United Technologies поставит 20 комплектов (по два двигателя в каждом) в течение 2020-2023 годов. Отмечается, что […]

Подробнее






aviation21.ru

Авиадвигатель ПД-14 | Журнал Популярная Механика

Разговоры о технической отсталости российской промышленности звучат привычным назойливым фоном, а все, что из этого фона выбивается, почему-то не вызывает такого же взрывного интереса, как политические скандалы или личная жизнь медиаперсон. Так и проходят мимо события поистине выдающегося масштаба. В подмосковном Жуковском начались летные испытания первого полностью российского авиадвигателя для гражданских самолетов. И этот двигатель готов к конкуренции с продукцией мировых грандов.

Как известно, российский гражданский авиапром оказался в последние десятилетия в сложном положении. Нет, самолеты, которые летают, у нас делать не разучились. Но на мировом рынке авиаперевозок требуется техника, отвечающая высоким эксплуатационным требованиям, особенно в части экономичности, уровня шума и экологической чистоты. Большинству из этих требований спроектированные в советское время пассажирские самолеты не соответствовали или, во всяком случае, проигрывали по этим показателям конкурентам из Airbus, Boeing, Bombardier, Embraer.

ПД-14 — двигатель со сверхвысокой степенью двухконтурности (1:8,3). Это заметно уже по внушительному вентилятору диаметром 1,9 м. Силовая установка будет расходовать топливо очень экономно.

Своего не было

Первую в новой России попытку создать конкурентоспособный продукт предприняла компания «Гражданские самолеты Сухого» со своим Superjet 100. Создателей этого регионального лайнера часто упрекали в том, что, дескать, машину назвать российской можно лишь условно — слишком много в ней импортных комплектующих. Взять, например, двигатели, составляющие порядка трети цены самолета. На Superjet 100 установлены SaM-146 совместного производства французской компании Snecma и российского НПО «Сатурн». Однако самая сложная и дорогая часть турбовентиляторного двигателя — газогенератор (компрессоры, камера сгорания, турбина высокого давления) — решение от французского партнера. И лишь «холодную» часть — вентилятор и вращающую его турбину низкого давления — разрабатывали в Рыбинске на НПО «Сатурн».

Гондола была разработана ОАО «Авиадвигатель» — то есть самим производителем ПД-14. В ней воплощено немало интересных решений, в частности уникальная конструкция реверса.

Иными словами, на момент проектирования Superjet российской промышленности почти нечего было предложить авиастроителям. Своего конкурентоспособного двигателя для регионального самолета у России не было. Как и многого другого. Однако сегодня ситуация изменилась. Новый среднемагистральный лайнер МС-21 (вероятное название в серии Як-242) уже в значительно меньшей степени будет зависеть от кооперации с иностранными поставщиками. И хотя, как это принято, заказчик самолета получит право выбора и сможет отдать предпочтение силовой установке иностранного производства, российские двигатели для МС-21 будут. Точнее, они уже есть.

ПД-14 относится к турбовентиляторным двигателям, в которых потоки из двух контуров не смешиваются. Воздух из второго «холодного» контура истекает из соплового насадка, имеющего волнистые края.

Параметры мирового уровня

Двигатель ПД-14 пятого поколения разработан пермским ОАО «Авиадвигатель». В основе его лежит унифицированный газогенератор: 8-ступенчатый компрессор, малоэмиссионная камера сгорания, турбина высокого давления. Этот газогенератор будет также использован в других двигателях семейства ПД с более низкой или более высокой тягой. ПД-14 дает тягу 14 т, а работу второго контура в нем обеспечивают вентилятор с полыми широкохордными лопатками и турбина низкого давления. Степень двухконтурности двигателя есть отношение расхода воздуха через наружный контур к расходу воздуха через внутренний контур, и для двигателя ПД-14 она равна 8,3. Это современный показатель как для отечественных турбовентиляторных двигателей, так и для зарубежных. Высокая степень двухконтурности дает значительное уменьшение расхода топлива. Согласно заявлению разработчика ПД-14, снижение удельного расхода потребления топлива по сравнению с современными аналогами составит 10−15%. Заявленный уровень шума на 15−20 дБ ниже норм, установленных 4-м стандартом ИКАО, а уровень эмиссии вредных веществ NOx будет на 30% ниже относительно норм ИКАО 2008 года. Это соответствует современным экологическим нормам.

«Чужак» под крылом

Пока первый летный образец МС-21 только строится, ПД-14 поднимается в небо. Он подвешен к пилону летающей лаборатории Ил-76 ЛЛ вместо одного из четырех штатных двигателей. Тесты проводят летчики-испытатели и инженеры входящего в Объединенную авиастроительную корпорацию знаменитого Летно-испытательного института (ЛИИ им. М.М. Громова), а также представители производителя — ОАО «Авиадвигатель». Экспериментальный двигатель со штатными «иловскими» перепутать трудно, так как его размеры превышают размеры штатного Д-30КП-2. Достаточно сказать, что только диаметр входа в вентилятор равен 1,9 м.

О технологиях подготовки и проведения испытаний перспективного российского двигателя «Популярной механике» рассказал Анатолий Дмитриевич Кулаков, заместитель генерального директора ЛИИ им. М.М. Громова по испытаниям силовых установок. Как удалось узнать из нашего разговора, прежде чем двигатель смог отправиться в свой первый полет, специалистам института пришлось решать множество сложнейших инженерных задач. Первой из них стал выбор летающей лаборатории (ЛЛ). В распоряжении ЛИИ есть несколько ЛЛ, созданных на базе самолета Ил-76, но не на каждой можно проводить испытания именно ПД-14. Многое зависит от массы силовой установки (выдержит ли вес крыло?) и тяги, создаваемой ПД-14. Выбор пал на Ил-76 ЛЛ с усиленным крылом, на котором можно разместить силовую установку весом до 9 т и тягой двигателя до 25 000 кгс. Однако этот самолет последний раз привлекался к испытаниям в 1996 году. Тогда к нему подвешивали уникальный винто-вентиляторный двигатель Д-27, предназначавшийся к использованию на украинско-российском самолете Ан-70. После почти двух десятилетий простоя необходимо было восстановить летную годность Ил-76 ЛЛ, для чего составили специальную программу при активном участии ОАО «АКБ им. С.В. Ильюшина». На самолете-ветеране заменили значительную часть оборудования, в том числе пилотажного и навигационного, и получили все необходимые заключения о том, что ЛЛ может отправляться в полет. Что дальше? Подвесить двигатель и начинать испытания? Нет! Все не так просто.

На фото можно увидеть перспективный российский двигатель без гондолы.

Двигатель ПД-14 уникален еще и тем, что впервые в практике отечественного двигателестроения производитель разработал не только сам двигатель, но и гондолу к нему (обычно мотогондолу изготавливает под конкретный двигатель фирма, создающая самолет). Таким образом, у двигателя уже есть крепление, рассчитанное на пилон МС-21, и к крылу Ил-76ЛЛ оно не подходит. Специалистам ЛИИ пришлось конструировать специальную силовую проставку — переходник между креплениями пилона МС-21 и крыла Ил-76ЛЛ.

На этом фото запечатлен процесс подвешивания гондолы с двигателем к пилону летающей лаборатории. Для соединения креплений разных типов применен специальный силовой переходник.

Куда девать энергию?

Самая же главная инженерная проблема в том, что новый двигатель не может испытываться под управлением штатных систем ЛЛ. В лаборатории необходимо воссоздать все системы управления экспериментальной силовой установкой, схожие с теми, что будут использованы на МС-21, а также достоверно воспроизвести все нагрузки, под которыми будет работать двигатель. С этой целью перед испытаниями необходимо было сконструировать и встроить в летающую лабораторию все соответствующее оборудование.

Двигатель не только создает реактивную тягу, он — энергетическое сердце самолета. С помощью вала и редуктора вал турбины высокого давления связан с КПСА (коробкой приводов самолетных агрегатов). В КПСА передаваемый туда крутящий момент «разбирается» электрогенератором и гидравлическими насосами. Сейчас от двигателей требуется как можно больше электрической мощности, особенно ввиду тенденции к замене ряда гидравлических приводов электрическими. На Ил-76ЛЛ установлена система отбора электрической мощности. Отбираемая от генератора мощность реализуется в специальных тепловых электрозагружателях (ТЭН), которые установлены в обтекателях, обдуваемых в полете наружным воздухом.

На заднем плане виден главный пульт управления опытным двигателем: сидя за этим пультом, ведущий инженер ЛИИ управляет режимами ПД-14 в ходе испытательного полета. Ближе к нам — рабочие места других специалистов, отслеживающих параметры работы двигателя.

Кроме крутящего момента от двигателя отбирается сжатый воздух, который поступает в системы самолета МС-21. Отбор воздуха для разных целей производится в нескольких точках газогенератора. Например, после третьей ступени компрессора отводится воздух для нужд кондиционирования пассажирского салона МС-21. На летающей лаборатории нет системы отбора воздуха с параметрами системы кондиционирования, аналогичной той, что будет в МС-21, так как отбор сжатого воздуха — это отбор мощности от двигателя, а значит, во время испытаний эта нагрузка также должна быть реализована. ЛЛ также насыщена контрольно-измерительным оборудованием. При эксплуатации серийного двигателя бортовой параметрический самописец регистрирует 30−40 параметров работы установки. В ходе испытаний с экспериментального двигателя, оборудованного множеством датчиков, снимается 1066 параметров. Данные поступают на центральный сервер, на пульт ведущего инженера в грузовой кабине Ил-76ЛЛ, на дисплей в кабине пилотов, по радиоканалу в наземный контрольный пункт и непосредственно специалистам в Пермь, в ОАО «Авиадвигатель».

Рабочее место одного из инженеров, участвующих в испытаниях, и шкаф с вычислительной техникой, анализирующей данные с помощью специально разработанного ПО.

Соло на одном моторе

Когда наступает время поднять ЛЛ в воздух, в кресла летного экипажа садятся опытнейшие летчики-испытатели ЛИИ им. М.М. Громова. В грузовой кабине места у пультов занимают инженеры-испытатели. В распоряжении пилотов все обычные системы управления самолетом Ил-76ЛЛ и его двигателями. И только экспериментальным двигателем управляет ведущий инженер-испытатель из ЛИИ. Рядом с ним за центральным пультом еще один представитель ЛИИ и инженер от предприятия-разработчика ПД-14. «Взлетаем мы на трех двигателях по специальной методике, чтобы из-за несимметричной тяги самолет не слетел с полосы, — рассказывает Александр Крутов, заслуженный летчик-испытатель, Герой России, начальник Школы летчиков-испытателей ЛИИ. — На данной стадии испытаний на взлете опытный двигатель работает только на малом газе. Сначала прогреваем три штатных двигателя. Потом второй двигатель, симметричный опытному, убираем на малый газ и потихоньку начинаем разбег. Выводим на взлетный режим 1-й и 4-й штатные двигатели. Затем в процессе разбега плавно выводим 3-й штатный двигатель на взлетный режим. Отрываемся на трех, набираем высоту. Так удается на взлете избежать опасных разворачивающих моментов».

Уже после набора высоты ведущий инженер-испытатель, в распоряжении которого находится установленный на главном пульте рычаг управления опытного двигателя, приступает непосредственно к испытаниям. Первая программа инженерных испытаний ПД-14 рассчитана всего на 12 часов полетов. По завершении каждого полета полученная информация анализируется специалистами ЛИИ, и представители ОАО «Авиадвигатель» внимательно осматривают узлы двигателя, оценивают его состояние, устраняют возможные недоработки. Конечно, первой серией испытательных полетов все не закончится. Двигатель ждут новые испытания с большими нагрузками, в том числе в условиях высокогорья, сильной жары и лютого холода. Но уже сейчас, по утверждениям специалистов ЛИИ, участвующих в испытаниях, характеристики двигателя ПД-14 соответствуют расчетным данным на проверенных режимах.

Статья «Двигатель надежды» опубликована в журнале «Популярная механика» (№1, Январь 2016).

www.popmech.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о